(57)【要約】【課題】  従来の把持鉗子の課題であったシャフト部の屈曲による影響を受けない、新規な駆動機構を備えた、把持鉗子システムを提供する。【解決手段】  把持鉗子３の先端が鉗子となる２つの開閉部５，６と、２つの開閉部の間に挿入される第１の駆動手段８と、２つの開閉部の後端側の外部に対向して固着される第２の駆動手段９，９と、を含み、さらに、把持鉗子の第１の駆動手段８を制御する制御部を備えて構成される。第１の駆動手段をバルーン８とし、第２の駆動手段を永久磁石９，９とし、制御部をバルーン８の膨張を制御する加圧手段とすることができ、バルーン８の膨張制御により把持鉗子３の開閉を、精度良く制御することができる。【選択図】  図２
2006141652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
把持鉗子システムであって、
上記把持鉗子が、
その先端が鉗子となる２つの開閉部と、
該２つの開閉部の間に挿入される第１の駆動手段と、
上記２つの開閉部の後端側の外部に対向して固着される第２の駆動手段と、を含み、
さらに、上記把持鉗子の上記第１の駆動手段を制御する制御部を備えることを特徴とする、把持鉗子システム。
【請求項２】
前記開閉部が、前記第１の駆動手段の収縮時には前記第２の駆動手段により常時開とされ、前記第１の駆動手段の膨張により閉とされることを特徴とする、請求項１に記載の把持鉗子システム。
【請求項３】
前記開閉部が、前記第１の駆動手段の収縮時には前記第２の駆動手段により常時閉とされ、前記第１の駆動手段の膨張により開とされることを特徴とする、請求項１に記載の把持鉗子システム。
【請求項４】
前記第１の駆動手段はバルーンであり、前記第２の駆動手段は永久磁石であり、前記制御部は上記バルーンの膨張を制御する加圧手段であることを特徴とする、請求項１に記載の把持鉗子システム。
【請求項５】
前記第１の駆動手段は高分子アクチュエータであり、前記第２の駆動手段は永久磁石であり、前記制御部は上記高分子アクチュエータの形状又は体積変化を制御する手段を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の把持鉗子システム。
【請求項６】
前記第１の駆動手段は電気的に形状又は体積が変化する高分子アクチュエータであり、前記第２の駆動手段は永久磁石であり、前記制御部は上記高分子アクチュエータの形状又は体積を電気的に制御する手段を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の把持鉗子システム。
【請求項７】
前記第１の駆動手段は含水率又はｐＨ値により形状又は体積が変化する高分子アクチュエータであり、前記第２の駆動手段は永久磁石であり、前記制御部は液体の注入及び排出により上記高分子アクチュエータの形状又は体積を制御する手段を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の把持鉗子システム。
【請求項８】
さらに、前記把持鉗子システムは、前記開閉部のそれぞれに接続される導線と、該導線への電源と、を備え、該電源から上記導線と前記鉗子を介して把持した組織とに電流を流し、該組織を加熱することを特徴とする、請求項１〜７の何れかに記載の把持鉗子システム。
【請求項９】
前記把持鉗子システムは医療用把持鉗子システムであることを特徴とする、請求項１〜８の何れかに記載の把持鉗子システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持鉗子システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
把持鉗子は、単独又は内視鏡に装着されて、例えば内視鏡手術において動物や人の体内で臓器を把持するために用いられる医療器具である（例えば、特許文献１参照）。把持鉗子の先端部にある把持機構の駆動には、通常、体外から把持鉗子に接続されたワイヤーの手動による牽引が用いられている。
【０００３】
図１６は従来の把持鉗子を示す図で、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は拡大図である。図示するように、内視鏡のシャフト５０の先端部には把持鉗子５１が接続されている。そして、把持鉗子５１は、シャフト５０内に挿通するワイヤー５２により牽引される。
【０００４】
さらに、体内の狭窄部位を拡張させるバルーンのような医療器具が知られている。バルーンは薄膜チューブからなり、カテーテルの外部に接続される加圧機構により生理食塩水などを出し入れして、膨張動作をさせることができる。
【０００５】
非特許文献１においては、把持鉗子を体外からのワイヤー牽引を用いて精密に制御するために、手動に代えて体外モーターによるワイヤー駆動の試みが報告されている。
【０００６】
一方、マイクロ駆動素子（アクチュエータ）として、例えば、金属コイルに導電性高分子ポリピロールを析出させたものが報告されている（非特許文献２参照）。また、含水率により体積が大きく変わる高分子アクチュエータとして、酢酸セルロースが非特許文献３で報告されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２７７２２４号公報
【非特許文献１】河合俊和、藤江正克、土肥健純  他、「脳神経外科手術支援システムにおけるワイヤ駆動式微動鉗子の開発」、生体医工学、Ｖｏｌ．４２−２、ｐｐ．３６−４２（１２２−１２８）、２００３年
【非特許文献２】長田義仁編著代表、「ソフトアクチュエータ開発の最前線」初版、株式会社エヌ・ティー・エス、ｐ．１１７、２００４年１０月１日発行
【非特許文献３】Yu-Chuan Su, Liwei Lin, and Albert P. Pisano, "A Water-Powered Osmotic Microactuator", JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS, VOL.11, NO.6, pp.736-742, DECEMBER 2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、把持鉗子５１を単独又は軟性内視鏡と組みあわせて用いた場合、図１６に示すようなシャフト部５０の屈曲によりワイヤー５２の牽引に影響が生じ、牽引力が弱まる、微妙な調節が難しい、などのシャフト部５０の屈曲による把持鉗子５１の正確な制御が困難であるという課題がある。
また、非特許文献１のように手動に代えて、体外モーターを用いてワイヤーを牽引してもこの課題は解決されない。
【０００９】
本発明者らは、従来の体外モーターによる駆動の他には、所謂マイクロアクチュエータを用いた把持鉗子の報告は、現在までに把握していない。このように、把持鉗子の駆動に着目すると、ワイヤーの牽引駆動以外には、十分な把持力を実現できる把持鉗子が得られていない。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑み、従来の把持鉗子の課題であったシャフト部の屈曲による影響を受けない、新規な駆動機構を備えた、把持鉗子システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、把持鉗子のシャフト部の屈曲に影響されない駆動手段について鋭意実験的検討を行った。その結果、体外から制御できる第１の駆動手段と、把持鉗子近傍に備えた第２の駆動手段と、を用いた新たな把持鉗子制御機構を構成することにより、新規な把持鉗子システムを実現できるとの知見を得て、本発明に至ったものである。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の把持鉗子システムは、把持鉗子が、その先端が鉗子となる２つの開閉部と、２つの開閉部の間に挿入される第１の駆動手段と、２つの開閉部の後端側の外部に対向して固着される第２の駆動手段と、を含み、さらに、把持鉗子の第１の駆動手段を制御する制御部を備えることを特徴とする。
上記構成において、好ましくは、開閉部は、第１の駆動手段の収縮時には第２の駆動手段により常時開とされ、第１の駆動手段の膨張により閉とされる。この構成によれば、把持鉗子の開閉は、その開閉部に配設される第１及び第２の駆動手段により制御される。第１の駆動手段を制御しない場合には把持鉗子が常時開であり、第１の駆動手段を制御した場合には把持鉗子を閉とすることができる。
【００１３】
上記構成において、好ましくは、開閉部は、第１の駆動手段の収縮時には第２の駆動手段により常時閉とされ、第１の駆動手段の膨張により開とされる。この構成によれば、第１の駆動手段を制御しない場合には把持鉗子が常時閉であり、第１の駆動手段を制御した場合には把持鉗子を開とすることができる。
【００１４】
上記構成において、好ましくは、第１の駆動手段はバルーンであり、第２の駆動手段は永久磁石であり、制御部はバルーンの膨張を制御する加圧手段である。この構成によれば、第１の駆動手段であるバルーンの膨張を制御することで、把持鉗子の開閉制御を行うことができる。
【００１５】
上記構成において、好ましくは、第１の駆動手段は高分子アクチュエータであり、第２の駆動手段は永久磁石であり、制御部は高分子アクチュエータの形状又は体積変化を制御する手段を備えている。この構成によれば、第１の駆動手段である高分子アクチュエータへの形状又は体積変化を制御することにより、高分子アクチュエータの駆動を行い、高分子アクチュエータを駆動制御し、把持鉗子の開閉制御を行うことができる。
【００１６】
上記構成において、好ましくは、第１の駆動手段は電気的に形状又は体積が変化する高分子アクチュエータであり、第２の駆動手段は永久磁石であり、制御部は高分子アクチュエータの形状又は体積を電気的に制御する手段を備えている。この構成によれば、第１の駆動手段である電気的に形状又は体積が変化する高分子アクチュエータを電気的に制御することで高分子アクチュエータの形状又は体積変化を制御し、把持鉗子の開閉制御を行うことができる。
【００１７】
上記構成において、好ましくは、第１の駆動手段は含水率又はｐＨ値により形状又は体積が変化する高分子アクチュエータであり、第２の駆動手段は永久磁石であり、制御部は液体の注入及び排出により高分子アクチュエータの形状又は体積を制御する手段を備えている。この構成によれば、第１の駆動手段である含水率により形状又は体積が変化する高分子アクチュエータへの通水制御により把持鉗子の開閉制御を行うことができる。また、高分子アクチュエータがｐＨ値変化により形状が変化する場合には、高分子アクチュエータへｐＨ値が調製された液体の出し入れをする制御により把持鉗子の開閉制御を行うことができる。
【００１８】
さらに、把持鉗子システムは、好ましくは、開閉部のそれぞれに接続される導線と、導線への電源と、を備え、電源から導線と鉗子を介して把持した組織とに電流を流し、組織を加熱する。
上記構成によれば、把持鉗子の開閉部に電源が接続されているので、把持鉗子で把持した組織へ通電し、加熱を行い、組織凝固による止血を行うことができる。これは、開閉部の２箇所に通電する所謂バイポーラ機構であるので、例えば、組織の出血部位を把持した場合には、血管の止血を効果的に行うことができる。
【００１９】
好ましくは、前記把持鉗子システムは医療用把持鉗子システムである。この構成により、開腹手術を行うことなく、臓器や血管を把持したり、血管の止血などを行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の把持鉗子システムによれば、シャフト部の屈曲に影響されない把持機構を実現することにより、軟性内視鏡を用いた脳室内手術のように入り組んだ体内空間における把持及び止血操作が安全かつ確実に行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に示した実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
最初に、本発明の第一の実施形態に係る把持鉗子システムについて説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態による把持鉗子システムの構成を示す模式図であり、図２は把持鉗子の開状態の構成を示す拡大模式図である。図１に示すように、本発明の把持鉗子システム１は、把持鉗子のシャフト部３Ａと、この把持鉗子のシャフト部３Ａの先端部に接続される把持鉗子３と、を含み構成されている。そして、把持鉗子３のシャフト部３Ａの後端には、後述する把持鉗子３の制御部４が接続されている。
【００２２】
図２に示すように、把持鉗子３は、左側の先端が鉗子となる略ヘ字状の２枚の薄板からなる開閉部５，６と、開閉部５，６を互いに開閉可能にする軸となるピン７とから構成されている。把持鉗子３の開閉部５，６には、第１の駆動手段であるバルーン８が挿入されている。そして、開閉部５，６の右側後端部の外側には、対向して配設される第２の駆動手段である２つの永久磁石９，９が固着されている。バルーン８には、バルーンを駆動するポリウレタンやテフロン（登録商標）などからなるチューブ８Ａが接続され、把持鉗子のシャフト部３Ａに挿入されている。把持鉗子のシャフト部３Ａは、必要に応じて後述する内視鏡の把持鉗子口内に挿入される。
【００２３】
図３は、図２に示す把持鉗子の構成を模式的に示す斜視図である。図示するように、開閉部５，６は、鉗子となる先端部５Ａ，６Ａと、後端部５Ｂ，６Ｂとからなり、それぞれ略へ字状のステンレスの薄板からなる。そして、後端部５Ｂ，６Ｂのそれぞれには、その長手方向の両辺に対して垂直方向に延びる２面からなる結合部５Ｃ，６Ｃが配設されている。この結合部５Ｃ，６Ｃには、それぞれ、ピンが挿入されるピン穴５Ｄ，６Ｄが設けられている。開閉部の結合部６Ｃ，６Ｃの間隔は、開閉部５の結合部５Ｃ，５Ｃの間隔よりも若干広めにしている。
【００２４】
開閉部５の結合部５Ｃ，５Ｃは、矢印Ａに示すように開閉部６の結合部６Ｃ，６Ｃの内側に係合される。そして、ピン７が、矢印Ｂに示すように結合部の穴６Ｄ，５Ｄ，５Ｄ，６Ｄの順に挿入される。このピン７を支点として、開閉部５，６が回動動作する。
【００２５】
図４は、内視鏡と把持鉗子との関係を示す模式図である。
内視鏡２において、内視鏡のシャフト部２Ｆには、部把持鉗子３の挿入口となる管状の把持鉗子口（以下、適宜ワーキングチャンネルと呼ぶ）２Ｃと、内視鏡を構成する照明用光源となる光ファイバー又は発光ダイオードからなるライトガイド２Ｄと、イメージガイド又は撮像素子などの画像入力装置２Ｅと、が配設されている。把持鉗子３はその先端５Ａ，６Ａと、開閉部５，６の側面以外が樹脂製のカバー１５で被覆され、把持鉗子のシャフト部３Ａに挿入され、把持鉗子のシャフト部３Ａの後端には、後述する把持鉗子３の制御部４が接続されている。
【００２６】
図５は、カバーの構成の一例を示す斜視図である。カバー１５は、樹脂製のチューブからなり、その先端部が切欠き構造となっていて、この先端部の上下部にはピン７が挿入される貫通穴１５Ａ，１５Ａが開口されている。把持鉗子３は、カバー内に挿入される。そして、その結合部の穴６Ｄ，５Ｄ，５Ｄ，６Ｄにピン７がカバー１５の外部から挿入されて、把持鉗子３がカバー１５に被覆されるようになっている。
【００２７】
内視鏡２を構成するチューブの直径としては、例えば直径３〜１０ｍｍの径のものや、それより細い、例えば２．５ｍｍ以下の極細のものが挙げられる。内視鏡２を構成するチューブは、可撓性を有する材料で成形し、その材料として、例えば、ポリウレタン又はテフロン（登録商標）が好適である。
【００２８】
バルーン８は弾性のある薄膜から形成され、図２に示すように、把持鉗子３の開閉部５，６の間に挿入されている。このようなバルーン８としては、経皮経管的血管形成術（ＰＡＴ）に使用されるバルーンを用いてもよい。バルーン８は、バルーンチューブ８Ａ内に通された空気などの制御手段となる気体や水などの液体により膨張させることができる。バルーンチューブ８Ａは、把持鉗子のシャフト部３Ａ内に挿入されている。そして、この把持鉗子のシャフト部３Ａが把持鉗子口２Ｃへ挿入され、把持鉗子口２Ｃを介して内視鏡２の外に設けられている制御部４に接続されている。バルーン８に使用する薄膜には例えばシリコーンゴムを用いることができる。
【００２９】
制御部４は、内視鏡の後端部２Ｂにおいて、把持鉗子のシャフト部３Ａに接続されている。そして、制御部４は、把持鉗子のシャフト部３Ａ内のバルーンチューブ８Ａに液体を出し入れするようになっている。この液体としては、例えば、生理食塩水を使用することができる。このような制御部４は、バルーン８の膨張制御に用いる所謂インフレータを用いることができる。
【００３０】
次に、本発明の把持鉗子システムの動作について説明する。
図２に示すように、永久磁石９，９の吸引力により、把持鉗子の開閉部５，６の後端部が引き付けられる。このため、把持鉗子の開閉部５，６の先端部５Ａ，６Ａは互いに離れて位置し、把持鉗子３は開状態となる。
【００３１】
図６は、図２に示す把持鉗子３の閉状態を示す模式図である。
バルーン８へインフレータ４により液体が注入されると、図示するようにバルーン８が膨張する。このバルーン８の膨張により、開閉部５，６の永久磁石９，９側が上下方向に広がることで、開閉部の先端部５Ａ，６Ａが接触するようになる。このため、把持鉗子３が閉じた状態になる。
このように、本発明の把持鉗子システム１の把持鉗子３の鉗子となる先端においては、バルーン８の収縮時には永久磁石９，９の吸引力で開となる。そして、インフレータ４の加圧調整によりバルーン８の膨張を制御することで、把持鉗子の鉗子を閉とすることができる。即ち、バルーン８への加圧に着目すれば、加圧のない状態では把持鉗子３は開であり、加圧した状態では把持鉗子３は閉となる。したがって、このような把持鉗子３を本発明においては、常時開型の把持鉗子と呼ぶ。
これにより、本発明の把持鉗子システム１の把持鉗子３によれば、第２の駆動手段である永久磁石９，９により常時開状態であり、閉状態とするときだけ第２の駆動手段により閉状態とすることができる。このため、把持鉗子３の開閉においては閉状態とする場合にだけ制御部４を動作させればよい。また、この閉状態の制御は、例えばインフレータ４のような駆動装置で行うことができるので、把持鉗子３の開閉を正確に制御することができる。
【００３２】
次に、本発明の把持鉗子システム１に用いる把持鉗子の変形例について説明する。
図７は、本発明の把持鉗子システム１に用いる把持鉗子１０の変形例の構成を示す模式図である。図示するように、把持鉗子１０においては、把持鉗子３と同様に、ステンレスなどの薄板からなる２つの開閉部１１，１２を有している。開閉部の先端部１１Ａ，１２Ａは略Ｌ字状であり、開閉部の後端部１２Ａ，１２Ｂは直線状の形状を有している。そして、把持鉗子１０後端部の外側には２つの永久磁石９，９が対向して配設され、バルーン８が把持鉗子１０の開閉部材１１，１２の間に挿入されている点は把持鉗子３と同じである。
変形例の把持鉗子１０が、上記把持鉗子３と異なる点は、開閉部の先端部１１Ａ，１２Ａがバルーン８を膨張させていないときには閉となり、バルーン８を膨張させると開となることである。
【００３３】
図８は図７に示す把持鉗子１０の構成を模式的に示す斜視図である。図示するように、把持鉗子１０の開閉部１１，１２は、鉗子となる略Ｌ字状の先端部１１Ａ，１２Ａと、直線状の後端部１１Ｂ，１２Ｂとから構成されている。先端部１１Ａ，１２Ａの後端部側の面には、その下辺及び上辺側から垂直に内部方向に線状の切欠き部１１Ｃ，１２Ｃを有している。そして、開閉部１１の切欠き部１１Ｃは、矢印Ｃに示すように開閉部１２の切欠き部１２Ｃに挿入され、開閉部１２と係合される。この係合状態において、切欠き部１１Ｃ，１１Ｄを支点として、開閉部５，６が回動動作する。
【００３４】
したがって、バルーン８が加圧されていない場合には、永久磁石９，９の吸引力により上記開閉部の最先端部１１Ｄ，１２Ｄは互いに接触し、把持鉗子１０は閉状態となっている（図７参照）。
【００３５】
図９は、図７に示す把持鉗子１０の開状態を示す模式図である。図示するように、バルーン８の制御部４の加圧制御によりバルーン８が膨張し、このバルーン８の膨張により、把持鉗子１０の後端部１１Ｂ，１２Ｂが上下方向に広がることで、把持部の先端部１１Ａ，１２Ａが開いた状態となる。
このように、本発明の把持鉗子１０の最先端部１１Ｄ，１２Ｄにおいては、バルーン８の収縮時には永久磁石９，９の吸引力で閉となり、バルーン８の膨張により開となる動作をさせることができる。即ち、バルーン８への加圧に着目すれば、加圧のない状態では把持鉗子１０は閉状態であり、加圧した状態では把持鉗子１０は閉となる。したがって、このような把持鉗子１０を本発明においては、常時閉型の把持鉗子と呼ぶ。
【００３６】
これにより、本発明の把持鉗子システム１の把持鉗子１０によれば、第２の駆動手段である永久磁石９，９により常時閉状態であり、開状態とするときだけ第２の駆動手段により閉から開状態とすることができる。このため、把持鉗子３の開閉においては、開状態とする場合にだけ制御部４を動作させればよい。また、この閉から開状態への制御は例えばインフレータ４のような駆動装置で行うことができるので、把持鉗子１０の開閉を正確に制御することができる。
【００３７】
次に、本発明の把持鉗子システムの別の駆動手段について説明する。
把持鉗子３，１０に用いる第１の駆動手段として、液体の加圧制御によるバルーンを用いて説明してきたが、第１の駆動手段として用いるアクチュエータとしては、液体以外には、高分子アクチュエータを用いることができる。
このような高分子アクチュエータとしては、電気的に形状又は体積が変化する高分子アクチュエータを用いることができる。この場合には、第１の駆動手段である高分子アクチュエータの制御部としては、この高分子アクチュエータの形状又は体積を電気的に制御する手段を備えていればよい。
また、高分子アクチュエータとして、その含水率やｐＨ値により形状又は体積が変化する高分子アクチュエータを用いることができる。この場合には、第１の駆動手段である高分子アクチュエータの制御部、水やｐＨ値が調整された液体の注入及び排出によりこの高分子アクチュエータの形状又は体積を制御する手段を備えていればよい。
【００３８】
先ず、電気的又は熱的に形状が変化する高分子アクチュエータを用いた把持鉗子２０について説明する。
図１０は、電気的に形状又は体積が変化する高分子アクチュエータを用いた把持鉗子２０の開状態を示す模式図である。上記の電気的又は熱的に形状が変化する高分子アクチュエータの場合には、把持鉗子３のバルーン８内の生理食塩水に代えて、上記高分子アクチュエータ２２を配設する。上記の電気的又は熱的に形状が変化する高分子アクチュエータは、バルーンに封入されてもよい。
図示の場合には、電気的に形状が変化する所謂導電性の高分子アクチュエータの場合であり、高分子アクチュエータ及び電解液がバルーン２２中に封入されている。バルーン２２中には２枚の電極２３，２４を挿入し、それらの電気配線２５が把持鉗子のシャフト部を介して外部の電源に接続されている。この際、第１の駆動手段の制御部２６は、把持鉗子３のバルーンの制御部４に代えて、電解液に通電する手段である電源とすればよい。この電源としては、直流電源を用いることができる。他の構成は把持鉗子システム１及び把持鉗子３と同じであるので説明は省略する。
【００３９】
ここで、導電性高分子としては、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＢＦ4 ）の安息香酸メチル液を用いて調整したポリピロール膜などの成形物を収縮時のバルーン形状としておけばよい。電解液としては、ＮａＰＦ6 などを用いることができる。
また、フッ素樹脂系イオン交換膜によるイオン導電性ポリマーフィルムでもよい。このような材料としては、パーフルオロスルホン酸やパーフルオロカルボンン酸を用いることができる。
また、電気化学的な酸化及び還元とにより伸縮あるいは変形する、ポリチアジル、ポリアセチレン、ポリビニルカルバゾールアニリンなどの所謂電解伸縮性のある導電性高分子を用いたアクチュエータを用いてもよい。
上記導電性高分子としては、ＰＮａＡＭＰＳ（ポリ  ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム）ゲルと界面活性剤とからなる高分子でもよい。
【００４０】
把持鉗子２０の第１の駆動手段として導電性高分子アクチュエータを用いた場合には、把持鉗子２０は、次のように動作する。
図１０に示すように、導電性高分子アクチュエータに通電しない場合には、把持鉗子２０の開閉部５，６は、第２の駆動手段である永久磁石９の吸引力で、把持鉗子２０は常時開である。
【００４１】
図１１は、図１０に示す把持鉗子２０の閉状態を示す模式図である。図示するように、導電性高分子が膨張する方向に極性を合わせた直流電圧を電源２６から印加すると、導電性高分子は膨張し、この膨張時に発生する力で把持鉗子２０を閉とすることができる。この際、導電性高分子の膨張だけではなく、その電圧印加による形状変化により発生する力を利用して把持鉗子２０の開閉を行ってもよい。さらに、把持鉗子１０に用いた開閉部１１，１２による構成でも同様に、導電性高分子アクチュエータの通電手段による膨張により、把持鉗子１０を開閉させることができる。
【００４２】
一方、熱的に形状が変化する高分子（以下、適宜熱変形する高分子と呼ぶ）アクチュエータを用いた場合には、バルーン２２内に高分子を封入し、さらにバルーン２２内に加熱用ヒータを配設している。この加熱用ヒータの電気配線２５が鉗子のシャフトを介して、外部の電源に接続されている。この際、第１の駆動手段の制御部２６は、把持鉗子３のバルーンの制御部４に代えて、制御手段としては加熱用ヒータの電源とすればよい。他の構成は把持鉗子システム１及び把持鉗子２０と同じであるので説明は省略する。
ここで、熱変形する高分子としては、形状記憶ゲル（Ｓｈａｐｅ  ｍｅｍｏｒｙ  ｇｅｌ）を用いることができる。このような高分子材料としては、アクリル酸とアクリル酸ステアリル（ＳＡ）とを共重合させた高分子が挙げられる。
【００４３】
上記熱変形する高分子アクチュエータを用いた場合の把持鉗子２０の動作について説明する。
加熱用ヒータに通電しないときには、熱変形する高分子アクチュエータは収縮状態であるので、第２の駆動手段の永久磁石の吸引力により常時開状態である。そして、加熱用ヒータに通電すると、高分子アクチュエータが加熱されて膨張あるいは形状が変化し、把持鉗子２０は閉状態へ移行する。さらに、把持鉗子１０に用いた開閉部１１，１２を用いた構成でも同様に、熱的に形状が変化する高分子アクチュエータの通電による膨張により、把持鉗子１０の開閉をさせることができる。
【００４４】
次に、含水率又はｐＨ値の変化により形状又は体積が変化する高分子アクチュエータを第１の駆動手段として用いる把持鉗子について説明する。
図１２は、含水率又はｐＨ値の変化により形状又は体積が変化する高分子アクチュエータを用いた把持鉗子３０の開状態を示す模式図である。
最初に、含水率により体積が大きく変わる高分子アクチュエータの場合について説明する。この場合には、把持鉗子３のバルーン８内の生理食塩水に代えて、バルーン３１となる部位だけに、含水率により体積が大きく変わる高分子３２を封入する。このような高分子３２としては、例えば、酢酸セルロースなどを用いることができる。
そして、バルーン３１と配管３５との間に仕切りとして半透膜３３を設ける。この半透膜３３は、水が通過するが、バルーン内の酢酸セルロース３２を透過させない膜である。このような半透膜３３の材料としては、塩化ビニリデンとアクリロニトリルの共重合体からなる樹脂を用いることができる。
さらに、配管３５には、水３４を満たして置く。この場合には、制御部３６としては、バルーン３１内の酢酸セルロース３２へ水を出し入れする手段を備えていればよく、例えば、バルーン３１への水の出し入れを行うポンプを用いることができる。制御部３６とバルーン３１との間は配管（バルーンチューブ）３５を介して接続される。他の構成は把持鉗子システム１及び把持鉗子３と同じであるので説明は省略する。
【００４５】
把持鉗子３０の第１の駆動手段として酢酸セルロース３１を用いた場合には、把持鉗子３０は、次のように動作する。
図１２に示すように、酢酸セルロース３２に通水しない場合は、把持鉗子３０の開閉部５，６は、第２の駆動手段である永久磁石９の吸引力で把持鉗子３０は常時開である。
【００４６】
図１３は、図１２に示す把持鉗子３０の閉状態を示す模式図である。図示するように、酢酸セルロース３２に水３４を注入すると酢酸セルロース３２は膨張し、この膨張時に発生する力で把持鉗子４０を閉とすることができる。
また、閉状態から開状態にする場合には、制御部３６のポンプにより吸水し酢酸セルロース３２の脱水を行って乾燥させ、収縮状態とすればよい。酢酸セルロース３２が収縮状態になれば、第２の駆動手段である永久磁石９，９の吸引力により、把持鉗子３０が開状態に復帰する。
さらに、把持鉗子１０に用いた開閉部１１，１２を用いた構成でも同様に、酢酸セルロース４２の通水による膨張により、把持鉗子１０の開閉をさせることができる。
【００４７】
次に、ｐＨ値変化により体積あるいは形状が変化する高分子アクチュエータを第１の駆動手段として用いる把持鉗子について説明する。
この場合には、図１２に示すバルーン３１となる部位だけに、上記ｐＨ値変化により体積あるいは形状が変化する高分子（以下、適宜ｐＨ値変化により体積が変化する高分子と呼ぶ）を封入する。このような高分子としては、例えば、電気化学的な酸化及び還元とにより伸縮あるいは変形する、ポリチアジル、ポリアセチレン、ポリビニルカルバゾールアニリンなどの所謂電解伸縮性のある導電性高分子を用いてることができる。
さらに、把持鉗子のシャフト部には、ｐＨ値を変化させるための異なる２本の配管３５が収容されバルーン３１に接続されている。この場合には、制御部３６としては、バルーン３１へｐＨ値が調製された液体の出し入れをする手段を備えていればよく、例えば、バルーン３１へｐＨ値が調製された液体の出し入れを行うポンプを用いることができる。他の構成は把持鉗子システム１及び把持鉗子３０と同じであるので説明は省略する。
【００４８】
次に、本発明の把持鉗子システム１の使用方法について説明する。
最初に、把持鉗子口２Ｃを有する内視鏡２を体内の目的部位となる臓器や血管まで挿入させ、次に、内視鏡の把持鉗子口２Ｃを通して把持鉗子３を目的部位まで挿入する。
そして、内視鏡２の先端部にある把持鉗子３の開閉をバルーン８の駆動により行う。具体的には、インフレータ４によるバルーン８内の液体の出し入れによりバルーン８の膨張を精密に制御し、把持鉗子３の開閉を制御することにより、従来の把持鉗子で用いたシャフト部の屈曲に影響されない把持を実現することができる。上記使用方法においては、把持鉗子３で説明したが、把持鉗子１０，２０，３０の場合でも同様である。
これにより、本発明の把持鉗子システム１においては、体内における組織の血管などの把持を従来の把持鉗子によるシャフト部の屈曲操作によらないので、把持鉗子３，１０，２０，３０だけを、内視鏡２の屈曲とは独立に制御することができ、把持鉗子システム１を操作する術者の利便性が著しく向上する。
【００４９】
次に、本発明の第二の実施形態による把持鉗子及び止血システムについて説明する。
図１４は、本発明の第二の実施形態による把持鉗子及び止血システム４０の構成を模式的に示す模式図である。図に示すように、把持鉗子３の互いに電気的に絶縁されている開閉部５，６には、通電用の導線４１，４２が接続され、内視鏡２の把持鉗子口２Ｃ内の挿入されている把持鉗子のシャフト部３Ａ内を通り、内視鏡２外部に設けられた加熱用電源４３に接続されている。開閉部５，６の電気的絶縁は、開閉部５，６の結合部に絶縁膜形成し、ピン７を硬質樹脂製ピンとすることで実施できる。加熱用電源４３は、直流、交流、パルスなどで構成できる。そして、加熱用電源４３への導通は、図示しないスイッチなどの開閉手段により行うことができる。この他の構成は、第一の実施形態による把持鉗子システム１と同じであるので説明は省略する。
本発明の第二の実施形態による把持鉗子及び止血システム４０が、第一の実施形態による把持鉗子システム１と異なるのは、把持鉗子３に電流を流し、止血器具を兼ねる点にある。
ここで、把持鉗子３の代わりに、把持鉗子１０，２０，３０の何れを用いてもよい。
【００５０】
次に、本発明の第二の実施形態による把持鉗子及び止血システムを用いた止血方法について説明する。
図１５は、図１４に示す把持鉗子及び止血システム４０を用いた止血方法を模式的に示す図である。図示するように、把持鉗子３が組織４４の止血すべき所定の血管４５に到達し、この血管の先端部４５Ａを把持したときに、加熱用電源４３から把持鉗子３の開閉部５，６に電流を流して、血管の先端部４５Ａの組織を焼灼凝固し、止血を行うことができる。加熱用電源４３から導線４１，４２と把持鉗子３を介して把持した組織の先端部４５Ａとに電流を流した場合には、導線４１，４２及び把持鉗子３の電気抵抗は小さいので、組織の先端部４５Ａだけが加熱される。
これにより、本発明の第二の実施形態による把持鉗子及び止血システム４０を用いた止血によれば、把持鉗子の開閉部５，６のそれぞれに導線４１，４２を接続する所謂バイポーラ機構であるので、電流を効率的に印加することができる。これにより、血管４５の止血を安全に、かつ、効果的に行うことができる。
【００５１】
なお、上記の把持鉗子システム１，４０においては、専ら内視鏡に挿入されるとして説明したが、把持鉗子単独の把持鉗子システムであってもよい。
【実施例１】
【００５２】
以下、実施例により更に本発明を詳細に説明する。
最初に、把持鉗子３の開閉部５，６を製作した。具体的には、厚さ０．５ｍｍのステンレススチール板から開閉部５，６を展開した形にレーザー加工により切り出した。
次に、結合部の穴５Ｄ，６Ｄ形成と、開閉部５，６となるステンレススチール板の折り曲げ加工により、所定形状の開閉部５，６とした。そして、図３の矢印Ａに示すように、開閉部の結合部５Ｃ，６Ｃを交差させ、結合部の穴５Ｄ，６Ｄが一致するように組み立てた。
次に、開閉部の後端側から外径ｌｍｍの血管内血栓除去用バルーン８を挟み込み、開閉部品の後端の外面に大きさが６ｍｍ×２ｍｍ×１．５ｍｍのネオジウム永久磁石を接着剤などで固着した後、溝切り加工したポリマーチューブ１５に挿入し、結合部の穴５Ｄ，６Ｄをピン７で固定した。この実施例１の把持鉗子３の外径は６ｍｍであった。最後に、バルーンチューブ８Ａの後端部に、バルーン制御用の制御部４として、インフレータを接続し、把持鉗子システム１を製作した。
【００５３】
上記ようにして製作した把持鉗子システム１の動作を確認した。バルーン８に圧力を加えない状態では把持鉗子３は開状態である（図２参照）。そして、バルーン８に圧力を加えると閉状態となった（図６参照）。この際、バルーン８に加える圧力を大きくすることで開閉部５，６のなす角度の調整を精度良く行うことができた。
【実施例２】
【００５４】
実施例１と同じステンレススチール板を用いて、把持鉗子１０の開閉部１１，１２を製作した。具体的には、ステンレススチール板から開閉部１１，１２を平面に展開した形をレーザー加工により切り出し、切り込み部１１Ｃ，１２Ｃの形成と、開閉部１１，１２となるステンレススチール板の折り曲げ加工と、により所定形状の開閉部１１，１２を成形した。
次に、図８の矢印Ｃに示すように、所定形状とした開閉部の切り込み部１１Ｃ，１２Ｃを互いに交差させた後、開閉部１１，１２の後端側から、外径ｌｍｍの血管内血栓除去用バルーンカテーテルを挟み込み、開閉部１１，１２の後端の外面にネオジウム永久磁石を固定した後、溝切り加工したポリマーチューブ１５に挿入し、ポリマーチューブ１５と開閉部１１，１２とをピン７で固定した。この実施例１の把持鉗子１０の外径は６ｍｍであった。最後に、上記バルーンカテーテルのチューブ後端部に、バルーン制御用の制御部４として、インフレータを接続し、把持鉗子システム１とした。
【００５５】
上記のようにして製作した把持鉗子システム１の動作を確認した。
バルーン８に圧力を加えない状態では、把持鉗子１０は閉状態である（図７参照）。そして、バルーン８に圧力を加えると開状態となった（図９参照）。この際、バルーン８に加える圧力を大きくすることで開閉部１１，１２のなす角度の調整を精度良く行うことができた。
【００５６】
上記結果から、本発明の把持鉗子システムによれば、把持鉗子の開閉を、精度良く制御できることが分かった。
【００５７】
本発明は、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々変更が可能であり、これらも本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。例えば、上記実施形態で説明した把持鉗子の形状や寸法、開閉に用いる駆動機構としての永久磁石、高分子アクチュエータ、又はバルーンなどは、対象とする臓器に応じて適宜変更することができる。また、把持鉗子として、特に血管把持用の鉗子を説明したが、本発明の把持鉗子システムは、血管以外の臓器や、医療用内視鏡などを備えたチューブなどの種類を問わず適用し得ることは勿論であり、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第一の実施形態による把持鉗子システムの構成を示す模式図である。
【図２】図１の把持鉗子システムにおける、把持鉗子の開状態の構成を示す拡大模式図である。
【図３】図２に示す把持鉗子の構成を模式的に示す斜視図である。
【図４】内視鏡と把持鉗子との関係を示す模式図である。
【図５】カバーの構成の一例を示す斜視図である。
【図６】図２に示す把持鉗子の閉状態を示す模式図である。
【図７】本発明の把持鉗子システムに用いる把持鉗子の変形例の構成を示す模式図である。
【図８】図７に示す把持鉗子の構成を模式的に示す斜視図である。
【図９】図７に示す把持鉗子の開状態を示す模式図である。
【図１０】電気的に形状又は体積が変化する高分子アクチュエータを用いた把持鉗子の開状態を示す模式図である。
【図１１】図１０に示す把持鉗子の閉状態を示す模式図である。
【図１２】含水率又はｐＨ値の変化により形状又は体積が変化する高分子アクチュエータを用いた把持鉗子の開状態を示す模式図である。
【図１３】図１２に示す把持鉗子の閉状態を示す模式図である。
【図１４】本発明の第二の実施形態による把持鉗子及び止血システムの構成を模式的に示す模式図である。
【図１５】図１４に示す把持鉗子及び止血システムを用いた止血方法を模式的に示す図である。
【図１６】従来の把持鉗子を示し、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は拡大図である。
【符号の説明】
【００５９】
１：把持鉗子システム
２：内視鏡
２Ａ：先端部
２Ｂ：後端部
２Ｃ：把持鉗子口（ワーキングチャンネル）
２Ｄ：ライトガイド
２Ｅ：画像入力装置
２Ｆ：シャフト部
３，１０，２０，３０：把持鉗子
３Ａ：把持鉗子のシャフト部
４，２６，３６：制御部
５，６：開閉部
５Ａ，６Ａ：先端部
５Ｂ，６Ｂ：後端部
５Ｃ，６Ｃ：結合部
５Ｄ，６Ｄ：穴部
７：ピン
８，２１，３１：第１の駆動手段
８Ａ：バルーンチューブ
９：第２の駆動手段（永久磁石）
１１，１２：開閉部
１１Ａ，１２Ａ：先端部
１１Ｂ，１２Ｂ：後端部
１１Ｃ，１２Ｃ：切欠き部
１１Ｄ，１２Ｄ：最先端部
１５：カバー
１５Ａ：貫通穴
２２：電気的に形状又は体積が変化する高分子アクチュエータ
２３，２４：電極
２５：配線
３２：含水率により体積が大きく変わる高分子（酢酸セルロース）
３３：半透膜
３４：水
３５：配管
４０：把持鉗子及び止血システム
４１，４２：導線
４３：加熱用電源
４４：組織
４５：血管
４５Ａ：先端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2006141652.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2006141652.tif 000014
【図１３】
2006141652.tif 000015
【図１４】
2006141652.tif 000016
【図１５】
2006141652.tif 000017
【図１６】
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